Primerjava sončnih postaj: (draga) iluzija avtonomije?
Malo demistificirajmo sončne postaje...
Je sončna postaja cenejša na kWP?
Za zdaj pride strošek 7x postaj 5473 € z davkom, BREZ baterij. To nam daje strošek na kWp 5473 / 2.98 = 1836 € na kWp, kar je na prvi pogled povsem pravilno. Koliko pa je to primerljivo s »klasično« rešitvijo oz. tipski komplet, vključno z a centralizirani pretvornik večje blagovne znamke (Sungrow na primer), podobne plošče in talne strukture? Tak komplet s 3 kWp s komponentami, enakovrednimi po zmogljivosti in izvoru izdelave (dvostranske plošče DENIM, azijski inverter SUNGROW, konstrukcija talne namestitve) prikazuje ceno z davkom 3770 € ali 1250 € na kWP. Razliko 48 % težko utemeljiti!
Nevarnost strele, zanemarjen dejavnik:
Jasno je torej, da je rešitev sončne postaje precej dražja, brez utemeljitve, razen poenostavitve izvajanja sistema. Ta preprostost se včasih izkaže za varljivo, saj standardni solarni komplet vključuje zaščito, kot so predvsem odvodniki strele, ki lahko naredi razliko med zaščitenim razsmernikom in pregorelim razsmernikom v primeru strele. Na solarnih postajah tovrstna zaščita ni integrirana. Primer nasprotja zaščitne škatle z vgrajenim prenapetostnim odvodnikom (P1):
SONOLOGIJA pojasnjuje na svojem spletnem mestu vendar to prisotnost prenapetostne zaščite ni potrebna, glede na majhno razdaljo med priključno vtičnico in panelom (in njegovim mikropretvornikom). Zelo praktično in za povrh še prihranek. Poleg tega bi integracija prenapetostne zaščite onemogočila sam koncept povezave »plug n play«. Tehnični argument je naslednji:
Izpostavljeni argument je odsotnost pojava indukcije zanke ("inducirana zanka"). To je netočno in zavajajoče. Prvič, kabel ni DC (enosmerni tok), ampak AC 230V izmenični tok, saj je mikro pretvornik za ploščo, ki natančno pretvori enosmerni tok iz solarne plošče v izmenični tok, ki se vbrizga v vtičnico. Poleg tega se inducirana zanka pojavi na tokokrogih solarnega kabla za enosmerni tok, ne pa na posameznem kablu za izmenični tok. (tisti, ki prihaja iz sončne postaje). V tem primeru torej s SUNOLOGIJO je po definiciji nemogoče imeti inducirane zanke! Argument za izvzetje od prenapetostnih odvodnikov je torej tehnično neveljaven in celo nevarno zavajajoč za uporabnika. (še posebej, če upoštevamo, da proizvajalci mikroinverterjev, kot je HOYMILES, zavračajo garancijske vtičnice za inducirane prenapetosti!).
Končno, če v vaši glavni električni razdelilni plošči ni prenapetostne zaščite, bodo vse naprave, ki so nanjo povezane (vključno z vašo sončno postajo), bo občutljiv na inducirane prenapetosti (= strele), ne glede na končno razdaljo med (zunanjo!) vtičnico in ploščo. Tu govorimo o prenapetostnih zaščitah tipa AC, ki lahko zaščitijo opremo, kot so mikropretvorniki, računalniki itd. Francoski fotovoltaični standard UTE priporoča uporabo prenapetostnih odvodnikov na AC strani, ko je gostota strele > 2.5!
Previsoka cena kWh na baterijski modul:
Upoštevajte, da lahko vsaka od teh solarnih postaj sprejme litijevo baterijo zadaj, vendar jih je treba naročiti posebej. Paket baterij 0.7 kWh je prikazano pri 580 €, kar pomeni, da imamo bruto kWh (brez odbitka DOD 90 %) 580 / 0.7 = 828 € za kWh. Ta cena je že zelo visoka v primerjavi s katero koli vrsto litijeve baterije na trenutnem trgu (Pylontech, DEYE). Vendar pozor, zaradi obrambe ima sistem svoj DC/AC pretvornik, ki ga druge baterije nimajo, zato ga bo treba dodati za celoten vpogled v ceno.
Preračunano na bruto kWh je baterija veliko dražja od litijeve baterije DEYE in je enakovredna bateriji TESVOLT, katere življenjska doba bo 2 ali celo 3x daljša. Vendar bodite previdni, tukaj primerjamo BRUTO ceno na kWh vsake vrste baterije, saj vemo, da SUNOLOGY MAX ima AC/DC pretvornik in ne ostalih (ki so goli akumulatorji, ki jim bo treba dodati inverterski polnilnik), bomo naknadno preučili skupne stroške z inverterskim polnilnikom za vsak sistem.
Na koncu torej skupni strošek za sistem SUNOLOGY PLAYMAX 3 kWp s 5 kWh pomnilnika, tj. 7x vzporedno povezanih postaje, je razčlenjen na naslednji način:
– 7x postaj SUNOLOGY MAX, s konično močjo 2.98 kWp. Vsaka postaja z integriranim mikroinverterjem znamke HOYMILES,'nerazkrita moč (350 ali 400VA?)
– 7x baterij PLAYMAX s posamezno kapaciteto 0.7 kWh oziroma skupaj 4.97 kWh.
Seštevanje 9600 € TTC. To konfiguracijo bomo uporabili kot osnovo za primerjavo v nasprotni študiji in jo bomo primerjali z avtonomnim solarnim sistemom z baterijami SUNCONNECT 3000, sestavljenim iz naslednjih elementov:
- Vnaprej ožičena plošča SUNCONNECT 3000, z inverterskim polnilnikom Victron Multiplus-II 48V/3000VA in njegovim solarnim polnilnikom RS 450/100
- Baterija Pylontech US5000 (ali enakovredna)
- 7x solarnih panelov iz DENIM dvojnega stekla, s skupno močjo 3 KWp + nosilci za talno montažo.
Za skupno približno 9400 € z davkom.
Baterija vsekakor, vendar omejena in premalo izkoriščena!
Če podrobneje pogledamo tehnične lastnosti solarnih postaj PLAYMAX z vgrajenimi baterijami, opazimo, da slednje kažejo nižjo zmogljivost v primerjavi z vgrajeno kapaciteto v kWh. Prav zares, s 7x postajami PLAYMAX, ki akumulirajo skoraj 5 kWh baterije, težko najdemo več kot 840 W največje moči praznjenja in samo 945 W največjega polnjenja iz vseh plošč. To je malo in ustreza faktorju premajhnega izkoriščanja skoraj 6 (pravzaprav imamo potencialno 4900 VA iz mikro pretvornikov 7x Hoymiles, baterije pa ne zmorejo več kot 940 VA ali 5.44-krat manj.
Kako je mogoče razložiti tako nizko raven uspešnosti? Spet je vzrok zasnova:
- Miniaturizacija komponent za ploščami: da lahko integriramo regulator DC/AC & DC/DC (zmožnost polnjenja baterije iz sončnega vira) in pretvornik, ki bo enosmerni tok iz baterije pretvoril v 230V proti domu, se je treba odločiti za kompaktne , disipativne komponente imajo manj toplote in imajo zato nižji potencial električne pretvorbe. Poleg tega zasnova solarne postaje IP65 zahteva, da imajo komponente pasivno hlajenje (brez ventilatorja). Zato je nemogoče imeti 400VA pretvorbe DC/AC v tako majhnem formatu!
- Vzdrževanje življenjske dobe baterije: Hitreje ko se baterija izprazni, bolj bo to vplivalo na njeno življenjsko dobo (povečan notranji upor = pospešena razgradnja). Omejitev toka praznjenja je nasvet za optimizacijo tega parametra in omejitev degradacije. S tem načinom omejevanja moči praznjenja akumulatorja dosežemo največjo stopnjo praznjenja 0.27C. Z drugimi besedami, izračun je naslednji:
135 W (največja moč polnjenja od plošče SUNOLOGY do baterije) / 37 V (nazivna napetost baterije) = 3.64 A. Kako dobiti razmerje hitrosti praznjenja? 3.64A delimo z nazivno kapaciteto oziroma 19.2 Ah. Tako dobimo 3.64/19.2 = približno 0.19C.
V primerjavi z drugimi litijevimi baterijami, stopnja praznjenja je zato veliko manjša. Dejansko imamo na baterijah Pylontech neprekinjeno kapaciteto praznjenja 0.5C (torej na bateriji 100Ah lahko napolnimo 50A pri 48V ali okoli 2500W iz panelov) ali celo 1C za več minut. Prednost? Hitrejše polnjenje in učinkovitejša mobilizacija sončne energije, vse brez vpliva na življenjsko dobo, saj baterije niso zasnovane za izpostavljenost ekstremnim temperaturam.
Skratka, baterija PLAYMAX ima naslednje pomanjkljivosti:
- Omejitev moči polnjenja iz sončnih kolektorjev v baterijo, pri 0.19C, v primerjavi z 1C za standardne litijeve baterije.
- Največja moč praznjenja iz baterij do porabnikov je zelo omejena, pri 945 W v primerjavi s 3000 W za sistem SUNCONNECT (vsak modul PLAYMAX lahko zagotovi samo 135 W za baterijo 0.7 kWh).
- Ni možnosti preobremenitve (najvišja razelektritev), za razliko od rešitve SUNCONNECT.
- Ni izvorne možnosti napajanja neposredno iz baterije AC porabnikov, razen če ni kupljen zunanji pretvornik. V tem primeru bo največja moč 1470 W v primerjavi s 3000 W.
Baterija se rima z avtonomijo? Nisem tako prepričan ...
Poleg tega postaje SUNOLOGY ne delujejo brez EDF. Z drugimi besedami, v primeru izpada električne energije sistem:
- Podnevi ne bo več proizvajal sončne energije, baterije se torej ne bodo več polnile.
- Ne bo več napajal bremen, na katere je priključen, skozi svojo 16 ali 32A vtičnico proti hiši. Brez funkcije "varnostnega kopiranja".
- Uporabna bo samo kot "prenosna" pospeševalna postaja, prek ad hoc pretvornika, da dodate k že tako visokemu znesku sistema (139 €). Za vsako baterijo boste potrebovali svoj AC pretvornik, torej 7x 129 € = 1000 €! Očitno nepredstavljivo, zlasti v smislu praktičnosti uporabe (vsaka baterija = vsak pretvornik = nekakumulativna moč!).
To je očitno velika pomanjkljivost, saj bi moral po definiciji vsak dober sončni sistem z baterijo, vredno tega imena, delovati v "avtarkičnem" načinu, to je brez omrežja EDF. Kakšen smisel ima plačevati baterije po takšni ceni, da jih ne bi mogli uporabljati ob morebitnih izpadih EDF? To ni nikjer omenjeno v značilnostih SUNOLOGY, morate vprašati tehnika, da dobite neposrečen odgovor, ki pa je tehnično še vedno slabo argumentiran. Nedelovanje solarne postaje brez EDF je razloženo z "varnostjo omrežja". To je napačno, saj se samooskrbni solarni sistemi, kot so sistemi SUNCONNECT, samodejno ločijo od omrežja EDF, da lahko ponovno ustvarijo »mini omrežje« in obnovijo napajanje doma. Resničnost je taka, da elektronika, vgrajena v postaje SUNOLOGY, sama po sebi ni zasnovana za energetsko samozadostno delovanje, kot bomo videli v tej primerjavi solarnih postaj:
To je zgodba o bateriji za sončno ploščo... in Arrheniusovem zakonu
Leta 1889 je švedski znanstvenik in kemik oblikoval enačbo, ki jo še danes uporabljamo za modeliranje razgradnje baterij ali kemičnih procesov, odvisno od temperature.
Arrheniusov zakon ima pomemben vpliv na degradacijo litij-ionske baterije, odvisno od temperatur. Po tem zakonu se poveča hitrost kemičnih reakcij eksponentno z naraščajočo temperaturo. Zlasti pri litijevih baterijah visoke temperature pospešijo neželene kemične reakcije v celici, kot sta elektrolitska razgradnja in rast kovinskih usedlin. To povzroči povečanje notranjega upora baterije, zmanjšanje zmogljivosti shranjevanja energije, in v najboljšem primeru zmanjšanje življenjske dobe baterije, v najslabšem primeru pa toplotna nesreča (notranji kratek stik, tvorba dendritov itd.).
Ko vemo, da se baterija nahaja tik za solarno ploščo, se pojavi vprašanje. So temperature visoke? Nasproti je graf, ki predstavlja tipično nihanje temperature za sončnim panelom.
Ko vemo, da so baterije nameščene neposredno za solarnim modulom, z malo izolacije, si zlahka predstavljamo, da še posebej v poletnem obdobju, temperature močno presegajo 30-35°C. To je absolutno kritično za življenjsko dobo litijevih celic, ki jih najdemo tam, nedavne študije so dokazale, da a Zvišanje temperature litijevih baterij na ravni blizu 60 °C je pospešilo njihovo razgradnjo za faktor 3.
Ko vidimo visokokakovosten postopek sestavljanja sončnih postaj, si je kljub temu težko predstavljati, da preprost toplotni deflektor, ki se nahaja pod tehnično platformo, ki sprejme komponente, omogoča vzdrževanje optimalne toplotne amplitude, ki zagotavlja delovanje za 2500 ciklov ali 10 let brez napak.
Poleg tega opažamo še eno tehnično nedoslednost. Na podatkovnem listu baterije je navedeno, da je IP65 (tropikalno), kar je logično in absolutno nujno za delovanje na prostem, vendar SUNOLOGIJA tudi navaja un hlajenje "s konvekcijo" (kar je nemogoče, če je predal vodoodporen / IP65)
Tehnična realnost je preprosta. Baterija mora biti IP65, da se lahko namesti za sončno ploščo in se med svojo življenjsko dobo upira koroziji, povezani z vlago, slabim vremenom itd. Argument za "naravno konvekcijo" brez ventilatorja torej preprosto pomeni recimo, da se bo ohladilo, ali ogrelo... odvisno od elementov in letnih časov.
Toda ali je tako resno, doktor? Navsezadnje je baterija dana za 2500 ciklov ali 10 let dobre in zveste službe! Res je težko natančno modelirati vpliv na življenjsko dobo litijeve baterije (potrebno bi bilo že poznati kemijo, uporabljeno v solarni postaji, ki je ne navaja proizvajalec, LFP, NMC, LCO?), vendar jasno se pojavljata dva trenda:
- Baterija se bo pri tovrstni zasnovi veliko hitreje razgradila, kot v zaprtem tehničnem prostoru, pri bolj stalni temperaturi.
- Tveganje toplotnih okvar se bo povečalo zaradi uporabe v zunanjih pogojih in to na način, ki je neposredno povezan s toplotnimi amplitudami, ki jih doživlja baterija (primer: vročinski valovi poleti, negativne temperature pozimi).
- Baterija bo verjetno izgubila moč pri temperaturah blizu 0, ki ni navedena v tehničnih listih solarne postaje. Z drugimi besedami, pri -5 °C se baterija ne bo mogla ponovno napolniti iz sončnih kolektorjev, da se ohrani njena razgradnja (pravzaprav jo lahko polnjenje litij-ionske baterije pri negativnih temperaturah poškoduje).
Zaključek primerjave sončnih postaj?
Če zanemarimo (zelo) premeten marketinški furnir, val oglaševanja in privlačen videz koncepta sončne postaje, povezan z enostavnostjo izvedbe (kljub očitnim varnostnim vrzelim), nekoliko poglobljena tehnična analiza razkrije izogibanje tehničnim vrzelim in nepreglednim lastnostim. . Zaradi visoke cene v primerjavi z avtonomno solarno rešitvijo, proizvedeno v skladu s pravili tehnike, postane težko videti resnično dodano vrednost tovrstnega izdelka, razen njegove relativne enostavnosti izvedbe (ki je lahko tudi vir omejitev, si je treba zapomniti). Pomanjkanje tehnične nadgradljivosti (brez možne varnostne kopije), dvomljiva vzdržljivost komponent (zlasti življenjska doba baterije) in zmogljivosti polnjenja/praznjenja baterij, ki so preveč nepopolne naredi izdelek, ki je predrag glede na njegovo notranjo tehnično vrednost.
Edina prava prednost po našem mnenju je na koncu te primerjave sončnih postaj estetski in praktični vidik njene izvedbe….
